• Journal of Communications and Networks
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• 제6권3호
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• pp.235-244
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• 2004

There have been a lot of approaches to evaluate and predict transmission control protocol (TCP) performance in a numerical way. Especially, under the recent advance in wireless transmission technology, the issue of TCP performance over wireless links has come to surface. It is because TCP responds to all packet losses by invoking congestion control and avoidance algorithms, resulting in degraded end-to-end performance in wireless and lossy systems. By several previous works, although it has been already proved that overall TCP performance is largely dependent on its loss recovery performance, there have been few works to try to analyze TCP loss recovery performance with thoroughness. In this paper, therefore, we focus on analyzing TCP's loss recovery performance and have developed a simple model that facilitates to capture the TCP sender's behaviors during loss recovery period. Based on the developed model, we can derive the conditions that packet losses may be recovered without retransmission timeout (RTO). Especially, we have found that TCP Reno can retransmit three packet losses by fast retransmits in a specific situation. In addition, we have proved that successive three packet losses and more than four packet losses in a window always invoke RTO easily, which is not considered or approximated in the previous works. Through probabilistic works with the conditions derived, the loss recovery performance of TCP Reno can be quantified in terms of the number of packet losses in a window.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7B호
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• pp.660-666
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• 2004

처리율로 대표되는 전반적인 TCP의 성능은 패킷 손실이 발생했을 때 이를 복구하는 과정의 효율성에 의해 크게 좌우된다. 특히, 무선 링크를 통한 전송 과정에서의 비트 오류로 인해 발생하는 비 혼잡 패킷 손실은 TCP의 손실 복구 성능을 크게 저하시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 무선 채널에 존재하는 다중 경로 페이딩(multipath fading)에 의해서 상호 연관성을 가지고 연속적으로 발생하는 패킷 손실(correlated packet Losses)에 대해 TCP 손실 복구 과정의 성능을 모델링을 통해서 분석한다. Markov 프로세스를 이용한 분석 결과를 바탕으로 전체적인 패킷 손실 확률이 매우 낮더라도 패킷 손실의 연속성이 손실 복구 차원에서의 TCP의 성능을 크게 저하시킬 수 있음을 보인다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제4권2호
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• pp.108-117
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• 2002

TCP, which was developed on the basis of wired links, supposes that packet losses are caused by network congestion. In a wireless network, however, packet losses due to data corruption occur frequently. Since TCP does not distinguish loss types, it applies its congestion control mechanism to non-congestion losses as well as congestion losses. As a result, the throughput of TCP is degraded. To solve this problem of TCP over wireless links, previous researches, such as split-connection and end-to-end schemes, tried to distinguish the loss types and applied the congestion control to only congestion losses; yet they do nothing for non-congestion losses. We propose a novel transport protocol for wireless networks. The protocol called VS-TCP (Variable Segment size Transmission Control Protocol) has a reaction mechanism for a non-congestion loss. VS-TCP varies a segment size according to a non-congestion loss rate, and therefore enhances the performance. If packet losses due to data corruption occur frequently, VS-TCP decreases a segment size in order to reduce both the retransmission overhead and packet corruption probability. If packets are rarely lost, it increases the size so as to lower the header overhead. Via simulations, we compared VS-TCP and other schemes. Our results show that the segment-size variation mechanism of VS-TCP achieves a substantial performance enhancement.

• ETRI Journal
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• 제25권5호
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• pp.356-368
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• 2003

This paper analyzes the characteristics of packet losses in mobile computing environments based on the Gilbert model and then describes a mechanism that can recover the lost audio packets using redundant data. Using information periodically reported by a receiver, the sender dynamically adjusts the amount and offset values of redundant data with the constraint of minimizing the bandwidth consumption of wireless links. Since mobile computing environments can be often characterized by frequent and consecutive packet losses, loss recovery mechanism need to deal efficiently with both random and consecutive packet losses. To achieve this, the suggested mechanism uses relatively large, discontinuous exponential offset values. That gives the same effect as using both the sequential and interleaving redundant information. To verify the effectiveness of the mechanism, we extended and implemented RTP/RTCP and applications. The experimental results show that our mechanism, with an exponential offset, achieves a remarkably low complete packet loss rate and adapts dynamically to the fluctuation of the packet loss pattern in mobile computing environments.

• 전자공학회논문지CI
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• 제39권5호
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• pp.21-31
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• 2002

MPEG 스트리밍 트래픽이 인터넷을 통해서 서비스되어질 때 발생하는 MPEG 비디오 패킷 손실은 영상의 공간적인 그리고 시간적인 에러의 전파 현상을 일으키며, 영상 품질의 심각한 저하를 가져온다. 이러한 영상의 열화 현상은 망에서 패킷의 버스트 손실 특성에 의하여 더욱 더 악화되어진다. 본 논문에서는 버스트 패킷 손실의 영향을 줄일 수 있는 새로운 에러 확산 기법을 제안한다. 제안하는 에러 확산 기법은 국부적으로 발생하는 패킷 손실을 효과적으로 넓은 영역에 분포시킬 수 있으며, videocasting이나 video-broadcasting 분야와 같은 ARQ의 사용이 제한되는 응용 서비스에서 이용될 수 있다. 결과적으로 연속적으로 발생하는 이미지 블록 손실 현상이 줄어들게 되며, 에러 은닉 기법의 성능을 향상시킬 수 있다. 실험 결과는 제안된 에러 확산 기법에 의해 MPEG 패킷 손실이 확산되어 비디오 품질의 열화 현상이 개선될 수 있음을 보이고 있다.

• 대한음성학회:학술대회논문집
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• 대한음성학회 2007년도 한국음성과학회 공동학술대회 발표논문집
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• pp.307-310
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• 2007

In this paper, a packet loss concealment (PLC) algorithm for CELP-type speech coders is proposed to improve the quality of decoded speech under a burst packet loss condition. The proposed algorithm is based on the recovery of voiced excitation using an estimate of the voicing probability and the generation of random excitation by permutating the previously decoded excitation. The voicing probability is estimated from the correlation using the previous correctly decoded excitation and pitch. The proposed algorithm is implemented as a PLC algorithm for G.729 and its performance is compared with PLC employed in G.729 by means of perceptual evaluation of speech quality (PESQ) and an A-B preference test under the random and burst packet losses with rates of 3% and 5%. It is shown that the proposed algorithm provides better speech quality than the PLC of G.729, especially under burst pack losses.

• 정보처리학회논문지C
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• 제10C권7호
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• pp.937-942
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• 2003

본 논문은 일본 기가비트 네트워크 테스트베드인 JNG상에서 대표적인 스트림형 트래픽인 DV와 MPEG2에 대한 최종 사용자간에 실측을 통하여 초고속 네트워크 상에서 정상 부하의 변화에 따른 각 스트림 트래픽의 전송 지연과 패킷 손실에 대하여 고찰한 것이다. 이 결과에 의하면 50Mbps의 IP over ATM상에서 DV와 MPEG2 스트림을 전송할 때, 부가된 정상 부하의 패킷 크리(512바이트 이상)에 무관하게 부하율이 네트워크 대역폭의약 95％에 달하는 시점에서 패킷 손실이 다량 발생하고 전송 지연도 급증하였다. 또한 최종 사용자 시스템상의 버퍼 크기와 송수신 버퍼 수는 전송 지연과 패킷 손실에 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제42권2호
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• pp.1-10
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• 2005

인터넷을 위하여 현재 사용되는 TCP는 MANET(Mobile Ad Hoc Network)에서 사용될 때 효율성이 떨어진다. 그 이유는 무선네트워크에서 패킷 손실의 주된 원인이 통신 오류임에도 불구하고, TCP는 모든 패킷 손실을 통신혼잡에 기인한다고 가정하기 때문이다. 이러한 현상을 해소하고 성능을 제고하기 위하여, 본 논문은 전송지연시간과 전송지연시간들의 차이를 고려하여 패킷 손실의 원인을 규명하는 단-대-단 (end-to-end) 방법을 제안한다. 제안한 방법은 두 가지 특성을 지닌다. 첫째, 제안된 방법은 패킷 손실이 발생할 경우에만 작동하기 때문에 에너지 효율적이다. 둘째, 단 방향 통신에 소요된 시간을 사용함으로 왕복시간을 고려하는 기존의 방법보다 정확성이 더 높다. 제안된 방법의 페트리 넷 (Petri net) 모형을 구축하고, 시뮬레이션을 실행한 결과를 분석하여, 제안된 방법이 표준 TCP 보다 생산성(throughput)과 통신지연시간 면에서 월등히 우수함을 보인다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제9C권4호
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• pp.473-480
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• 2002

침입탐지시스템에 대해 많은 연구가 이루어지고 있지만 이들 연구는 침입탐지시스템내의 탐지 소프트웨어의 알고리즘에만 국한되어 있다. 하지만, 침입탐지시스템의 탐지 알고리즘이 우수하더라도 침입에 해당하는 단서인 패킷을 손실하게 되면 해당 침입을 탐지해내지 못하게 된다. 본 논문에서는 침입 탐지 시스템의 하드웨어적인 한계와 탐지 소프트웨어의 거대화에 따른 시스템 부하로 인해서 자연히 발생하게 되는 패킷 손실을 줄이기 위해서 탐지 시스템에 불필요한 패킷으로 분류될 수 있는 패킷을 미리 폐기함으로써 얻을 수 있는 탐지 시스템의 성능 향상을 다룬다. 실험 결과에 따르면 제안한 방법에 의해서 패킷 손실인 줄어들어 실제 공격에 대한 탐지율이 개선되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.477-487
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• 2008

TCP에서의 혼잡제어는 패킷 손실이 발생하면 이를 네트워크의 혼잡상황으로 판단해서 전송률을 줄인다. 무선 네트워크에서는 채널 에러로 인해 패킷 손실이 발생하는데, 기존의 유선환경에서의 TCP는 이를 혼잡으로 인한 손실로 착각하여 성능을 떨어뜨리는 결과를 초래한다. 그러므로 유 무선 통합네트워크에서의 TCP 성능 저하를 막기 위해 혼잡손실과 무선손실을 구별하는 연구가 진행되고 있다. 기존의 무선 TCP에 대한 연구는 주로 패킷이 전달되는 시간의 변화를 통해 네트워크의 혼잡상황을 유추해서 패킷 손실 시 혼잡손실과 무선손실을 예측하지만, 패킷의 전송시간은 여러 가지 다른 요인에 영향을 받기 때문에 정확한 손실구분은 불가능하다. 그러므로 본 논문에서는 IEEE 802.11 MAC에서 정의하고 있는 MIB(Management Information Base)의 무선손실 정보를 이용하여 유선손실과 무선손실을 구별하는 알고리즘을 제안한다. MAC 계층의 MIB를 수집하여 사용하는 제안된 알고리즘과 패킷의 지연 시간을 이용하는 기존의 알고리즘을 시뮬레이션을 통하여 비교하고 분석한 결과 무선 채널에서의 에러율이 10%인 경우에, Spike 알고리즘에 비해 12%, mBiaz 알고리즘에 비해 32%의 성능 향상을 보였다.